سلول‌های مغزی گلیال، مدت‌ها در سایه نورون‌ها، اما قدرت‌های پنهان آشکار می‌شوند

‌آستروسیت‌های ستاره‌ای‌شکل فراوان‌ترین سلول‌های گلیال در مغز هستند. تصور می‌شد که وظیفه اصلی آن‌ها حمایت از بقای نورون‌ها است اما همانند سلول‌های گلیال دیگر، خدمات متنوع‌ آنها در حال آشکار شدن است.چاپ‌شده در: مجله Quanta به تاریخ ۲۷ ژانویه ۲۰۲۰نویسنده: Elena Renkenلینک مقاله اصلی: https://www.quantamagazine.org/glial-brain-cells-long-in-neurons-shadow-reveal-hidden-powers-20200127این مقاله توسط ربات ترجمیار و به صورت خودکار ترجمه شده و می‌تواند به صورت محدود دارای اشکالات ترجمه باشد.گزش یک برش کاغذ یا سوزش گاز سگ از طریق پوست درک می‌شود که در آن سلول‌ها به نیروهای مکانیکی واکنش می‌دهند و یک پیام الکتریکی به مغز می‌فرستند. گفته می‌شود که این سیگنال‌ها از انتهای برهنه نورون‌ها که تا پوست کشیده شده‌اند، منشا گرفته‌اند. اما چند ماه پیش، دانشمندان به این درک شگفت‌انگیز رسیدند که برخی از سلول‌های ضروری برای حس کردن این نوع درد اصلا نورون نیستند. این یک نوع سلول گلیال ویژه است که قبلا از آن چشم‌پوشی شده‌است و با انتهای عصبی در میان هم قرار می‌گیرد تا شبکه‌ای را در لایه‌های بیرونی پوست تشکیل دهد. اطلاعاتی که سلول‌های گلیا به نورون‌ها می‌فرستند چیزی است که «آوچ» را شروع می‌کند: زمانی که محققان تنها سلول‌های گلیا را تحریک کردند، موش‌ها پاهای خود را عقب کشیدند و یا در پاسخ‌ به تکان دادن و یا لیس زدن از آن‌ها محافظت کردند - که نوعی واکنش به خصوص به درد است. این کشف تنها یکی از یافته‌های اخیر است که نشان می‌دهد گلیا، مجموعه‌ای رنگارنگ از سلول‌ها در سیستم عصبی که نورون نیستند، بسیار مهم‌تر از آن چیزی است که محققان انتظار داشتند. مدت‌ها فرض بر این بود که گلیا نگهبانانی هستند که فقط نورون‌ها را تغذیه می‌کردند، محافظت می‌کردند و از آن‌ها مراقبت می‌کردند، نورون‌هایی که نقش آشکار آن‌ها هدایت سیگنال‌های الکتریکی از طریق مغز و بدن، آن‌ها را برای قرن‌ها در کانون توجه قرار می‌داد. اما در طول چند دهه گذشته، تحقیقات در مورد گلیا به طور چشمگیری افزایش‌یافته است. «در مغز انسان، سلول‌های گلیال همانند نورون‌ها فراوان هستند.» شایام، استاد زیست‌شناسی سلولی در دانشگاه راکفلر که بر روی گلیا متمرکز است، می‌گوید: «با این حال، ما در مورد آنچه که آن‌ها انجام می‌دهند، کم‌تر از آنچه که در مورد نورون‌ها شناخته‌ایم، می‌دانیم.» همانطور که دانشمندان بیشتری توجه خود را به گلیا معطوف می‌کنند، یافته‌ها برای آشکار کردن خانواده‌ای از سلول‌های متنوع که به طور غیر منتظره برای فرآیندهای حیاتی حیاتی هستند، افزایش می‌یابد.معلوم می‌شود که گلایا تعداد زیادی از وظایف را انجام می‌دهد. آن‌ها به پردازش خاطرات کمک می‌کنند. برخی به عنوان عوامل سیستم ایمنی عمل می‌کنند و عفونت را دفع می‌کنند در حالی که برخی با نورون‌ها ارتباط برقرار می‌کنند. برخی دیگر برای رشد مغز ضروری هستند. گلیا به دور از این که صرفا شاخ و برگ باشد تا نورون‌ها، اغلب نقش‌های رهبری را در حفاظت از سلامت مغز و هدایت رشد آن بر عهده دارد. شام گفت: «هر سوالی را در سیستم عصبی مطرح کنید و سلول‌های گلیال درگیر خواهند شد.»چیزی بیشتر از «چسب»گلیا اشکال زیادی برای انجام وظایف تخصصی خود دارد: برخی شبیه به شکل شبتاب هستند، در حالی که برخی دیگر به شکل مخروطی، پرپشت و یا ستاره‌ای هستند. بسیاری از آن‌ها دور نورون‌ها گره می‌خورند و شبکه‌ای چنان متراکم تشکیل می‌دهند که تشخیص آن‌ها دشوار است. برای برخی ناظران اولیه، آن‌ها حتی شبیه سلول به نظر نمی‌رسیدند - بلکه به عنوان یک ماتریس حمایتی در جمجمه در نظر گرفته می‌شدند. این باعث شد که محقق قرن نوزدهم، رودولف ویرچاو، این ماده غیر عصبی «نوروگلیا» را با استفاده از کلمه یونانی به معنی «چسب» به کار برد.در این تصویر بزرگنمایی شده از بافت مغز، نورون‌ها (آبی) توسط تعداد زیادی از سلول‌های گلیال شامل آستروسیت (قرمز) و الیگودندروسیت (سبز) احاطه شده‌اند.یک دلیل اینکه گلیا چنین چروکیدگی کوتاهی داشت این بود که وقتی محققان برای اولین بار شروع به رنگ‌آمیزی بافت سیستم عصبی کردند، روش‌های آن‌ها اشکال پیچیده نورون‌ها را نشان داد اما تنها گلیا قابل‌مشاهده را انتخاب کردند. سانتیاگو رامون ای کاخال، که با کشف نورون‌ها اعتبار یافت و به طور گسترده به عنوان موسس علم اعصاب شناخته می‌شود، یک نوع گلیا را نشان داد اما بقیه را به عنوان «عنصر سوم» کنار هم قرار داد.علاوه بر این، برخی از گلیاها برای مطالعه چالش برانگیز هستند چون سرنوشت آن‌ها به قدری با نورون‌ها گره خورده‌است که مطالعه جداگانه آن‌ها دشوار است. اگر محققان سعی کنند با حذف آن‌ها و مشاهده اثرات، در مورد وظایف گلیا یاد بگیرند، نورون‌هایی که از آن‌ها حمایت می‌کنند به همراه آن‌ها می‌میرند.به گفته شهام: «اما انقلاب در تکنیک‌های بیولوژی سلولی در دهه‌های اخیر مجموعه‌ای از ابزارها ایجاد کرده‌است که دسترسی بیشتر به گلیا را ممکن می‌سازد. پیشرفت در تصویربرداری زنده، برچسب گذاری فلورسنت و دستکاری ژنتیکی، وسعت اشکال و عملکرد گلیا را آشکار می‌کند.»میکروگلیا تطبیق پذیری آن‌ها را آشکار می‌کند.انواع مختلفی از سلول‌ها درون دسته چتر گلیا، با عملکردهای مختلفی که هنوز در حال روشن شدن هستند، قرار دارند. سلول‌های عصبی و سلول‌های شوان (Schwann) دور رشته‌های عصبی جمع می‌شوند و آن‌ها را در غلاف چربی میلین (myelin) عایق می‌کنند که به محدود کردن سیگنال‌های الکتریکی که از طریق نورون‌ها حرکت می‌کنند و سرعت عبور آن‌ها کمک می‌کند. استروسیت ها با شکل‌های پیچیده شاخه‌ای خود، جریان مایع در مغز را هدایت می‌کنند، ارتباطات سیناپسی بین نورون‌ها را تغییر شکل می‌دهند و مولکول‌های انتقال‌دهنده عصبی آزاد شده را بازیافت می‌کنند که نورون‌ها را علاوه بر سایر وظایف، قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر می‌کنند.به نظر می‌رسد که میکروگلیاهای بسیار متنوع وظایف مختلفی را در مغز انجام می‌دهد، مانند حذف بقایای سلولی و تعیین اینکه کدام سیناپس‌ها بین نورون‌ها غیر ضروری هستند.اما سلول‌هایی که در طول دهه گذشته موضوع یک جهش به خصوص قوی بوده‌اند، آن‌هایی هستند که میکروگلیا نامیده می‌شوند. میکروگلیا در ابتدا در چهار مقاله که در سال ۱۹۱۹ توسط پیو دل ریو هورتگا منتشر شد تعریف شد، اما مطالعه آن‌ها برای دهه‌ها متوقف ماند تا اینکه سرانجام در دهه ۱۹۸۰ به پایان رسید. آماندا سیرا، یکی از رهبران گروه در مرکز عصب‌شناسی باسک آچوکاررو گفت: «تحقیق میکروگلیا اکنون به صورت نمایی در حال رشد است. این کار نشان می‌دهد که میکروگلیا چگونه به ضربه مغزی و آسیب‌های دیگر پاسخ می‌دهد، چگونه التهاب را سرکوب می‌کنند، و چگونه در حضور بیماری‌های نورودژنراتیو رفتار می‌کنند.» سیرا می گوید: «این سلول‌ها واقعا در مرز بین ایمنی‌شناسی و علوم اعصاب قرار دارند.»گی براون، استاد بیوشیمی دانشگاه کمبریج، برای اولین بار توسط اشکال ستاره‌ای و حرکات پویا به سمت میکروگلیا کشیده شد، اما این رفتار آن‌ها بود که توجه او را به خود جلب کرد. در سال‌های اخیر، میکروگلیا با در نظر گرفتن تهدیدات شمعی برای مغز مانند بقایای سلولی و میکروب‌ها، از ماکروفاژهای سیستم ایمنی تقلید می‌کند. هم چنین به نظر می‌رسد میکروگلیا به دنبال سیناپس‌های منسوخ است. براون گفت: «اگر شما آن‌ها را به صورت زنده تصور کنید، می‌توانید ببینید که آن‌ها نورون‌ها را می‌خورند.»برخی از این فعالیت‌های آشکار با انواع دیگر گلیا نیز تقسیم می‌شوند. به عنوان مثال، سلول‌های استروسیت و شوان ممکن است اتصالات سیناپسی را تقویت کنند. اما با وجود نقاط مشترک میان زیر مجموعه‌های مختلف گلیا، محققان کم‌کم متوجه می‌شوند که چیز زیادی برای متحد کردن سلول‌های گلیال به عنوان یک گروه وجود ندارد. در واقع، در یک مقاله در سال ۲۰۱۷، دانشمندان برای کنار گذاشتن واژه کلی «گلیا» بحث کردند. براون گفت: «سلول‌های گلیال مشترکات زیادی ندارند. من فکر نمی‌کنم زمان زیادی برای باقی ماندن گلیا به عنوان یک برچسب باقی‌مانده باشد»بن بارس، دانشمند علوم عصبی که تحقیقات خود را در سال ۲۰۱۷ آغاز کرد، تحقیقات عمیق‌تری را در مورد گلیا ضروری برای پیشرفت نوروبیولوژی به عنوان یک زمینه در نظر گرفت. دیگران نیز این دلیل را پذیرفته‌اند. سیرا گفت: «برای آن‌ها، تاکید تاریخی بر نورون‌ها زمانی معقول به نظر می‌رسید؛ آن‌ها چیزهایی هستند که اطلاعات جهان خارج را در خاطراتمان، تفکر ما، و تحلیل ما پردازش می‌کنند.» اما اکنون اهمیت گلیا روشن است.نورون‌ها و گلیاها نمی‌توانند به طور مستقل عمل کنند: تعاملات آن‌ها برای بقای سیستم عصبی و خاطرات، افکار و احساساتی که ایجاد می‌کند، حیاتی هستند. استیچی بیلبو، استاد روانشناسی و علوم اعصاب در دانشگاه دوک می‌گوید: اما طبیعت همکاری آن‌ها هنوز اسرارآمیز است. گلیا در حال کسب شهرت برای همان پیچیدگی است که مدت‌ها به نورون‌ها نسبت داده شده‌است، اما هنوز مشخص نیست که آیا یک نوع سلول در درجه اول دیگری را هدایت می‌کند یا خیر. راز بزرگ در این زمینه این است: کدامیک باعث واکنش نشان‌دادن است؟این مقاله توسط ربات ترجمیار و به صورت خودکار ترجمه شده و می‌تواند به صورت محدود دارای اشکالات ترجمه باشد.